一、無(wú)線通信開發(fā)緒論
1、所有的無(wú)線通訊：都是有線轉(zhuǎn)無(wú)線的形式；
2、市面上的許多無(wú)線技術(shù)的根本區(qū)別：
??1）工作頻率；
??2）通訊機(jī)制不同；
3、頻率越低，射頻穿透力就越強(qiáng)，傳播距離越長(zhǎng)；
4、技術(shù)分類：
??1）帶協(xié)議棧(藍(lán)牙、Zigbee、Wifi) ；
??2）不帶協(xié)議棧：(紅外、RFID、PKE、NFC)；
5、無(wú)線開發(fā)相對(duì)較難的原因：
??1）難以知道具體空中通訊發(fā)生了什么；
??2）頻率的捕捉需要專用的儀器；
??3）會(huì)隨著環(huán)境變化而變化；
6、開發(fā)重點(diǎn)就在于穩(wěn)定性
7、各類無(wú)線通信對(duì)比：
二、NB-IOT理論基礎(chǔ)與開發(fā)
1、NB-IOT專業(yè)名詞縮略語(yǔ)：
??1）IOT：internet of thing；
??2）NB-IOT：narrow band internet of thing；
??3）IMEI：international mobile equipment identity 國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼；
??4）OneNET：中國(guó)移動(dòng)PaaS物聯(lián)網(wǎng)開放平臺(tái)；
??5）CIoT：蜂窩物聯(lián)網(wǎng)；
??6）M2M：Mobile-To-Mobile
??7）3GPP：以GSMMAP核心網(wǎng)為基礎(chǔ)，以WCDMA為無(wú)線接口制定第三代移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)；
2、IOT開發(fā)涉及到許多協(xié)議棧；
3、各種云的接入方式大致相同的，不同的是接入方式和協(xié)議支持，只要理解整個(gè)流程即可；
4、Modbus(類似于TCP/IP協(xié)議)： 是一個(gè)串行通信協(xié)議，一個(gè)工業(yè)通訊系統(tǒng)；
5、心跳包：通常是客戶端每隔一小段時(shí)間向服務(wù)器發(fā)送的一個(gè)數(shù)據(jù)包，通知服務(wù)器自己仍在線，并傳輸一些可能有必要的數(shù)據(jù)，以保持長(zhǎng)連接；
6、NB-IOT與GPRS的區(qū)別：
??1）硬件上：1）接口相同； 2）工作頻率方面：同樣是850MHz/900MHz(但這些頻段資源珍貴)；
??2）軟件上：遵循的協(xié)議有所不同；
??3）協(xié)議棧上：
????（1）NB-IOT:基于LTE(4G)協(xié)議棧設(shè)計(jì)的，但裁減了一些不必要的功能，減少了協(xié)議棧處理流程的開銷；
????（2）CoAP協(xié)議：支持對(duì)接各類云服務(wù)：透?jìng)髟?、電信IOT平臺(tái)、移動(dòng)OneNet等；
????（3）TCP/UDP：移動(dòng)支持，電信不支持；
7、通訊模型：
??1）目前只有電信/移動(dòng)支持IOT平臺(tái)，并且電信存在IP訪問(wèn)限制(僅可訪問(wèn)電信云、華為云、透?jìng)髟频壬倭克接蠭P)
??2）基站的建設(shè)形式：在4G FDD基站上進(jìn)行升級(jí)實(shí)現(xiàn)部署； https://mp.ofweek.com/fiber/a245663629506
8、通信信號(hào)：
??1）NB的接受靈敏度很高，穿透力強(qiáng)(覆蓋室內(nèi)和地下室)；
??2）NB接入基站的終端數(shù)是GSM的50-100倍，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍比GSM增強(qiáng)20dBm，覆蓋面積擴(kuò)大100倍；
??3）功耗極低，電池供電待機(jī)可長(zhǎng)達(dá)10年以上；
9、幀結(jié)構(gòu)：與LTE幀結(jié)構(gòu)一致：每個(gè)時(shí)隙0.5ms，2個(gè)時(shí)隙就組成了一個(gè)子幀(SF)，10個(gè)子幀組成一個(gè)無(wú)線幀(RF)；
10、小區(qū)重選和移動(dòng)性；
11、模塊的工作模式：CoAP：專為低功耗互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的協(xié)議棧；
12、NB低功耗的實(shí)現(xiàn)(參數(shù)可自由定制，類似于藍(lán)牙，zigbee)：
??1）PSM模式：NB的睡眠模式；
??2）eDRX：監(jiān)聽間隔；
13、NB是一個(gè)窄帶通訊協(xié)議，并發(fā)性有限，不建議頻繁通訊占用帶寬；
14、模組注網(wǎng)能耗、上報(bào)數(shù)據(jù)能耗與信號(hào)覆蓋強(qiáng)度成反比！！
15、NB-IOT開發(fā)中的問(wèn)題和難點(diǎn)：信號(hào)不穩(wěn)定情況(GPRS也存在)；
16、NB-IOT詳細(xì)教程：https://blog.csdn.net/nbiot/article/details/54906431
17、LWM2M/MQTT/COAP協(xié)議的區(qū)別和聯(lián)系：https://cloud.tencent.com/developer/news/19866
18、NB-IOT的通訊模型細(xì)節(jié)：
三、LoRa理論基礎(chǔ)與開發(fā)
*LoRa技術(shù)特點(diǎn)（類似于藍(lán)牙/zigbee/wifi這些局域網(wǎng)，但具備超遠(yuǎn)距離的能力）
1、屬于局域網(wǎng)的一種，433MHz技術(shù)的協(xié)議棧體現(xiàn)；
2、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸(終端之間直接通訊)；集中式傳輸(終端到路由)；
3、傳輸距離大約幾公里；功耗低，傳輸流量??；
4、使用頻段(ISM頻段)：433MHz / 868MHz / 915MHz ;
5、LoRa縮略語(yǔ)：
??1）LoRa：Long Range Radio
??2）LPWAN：Low-Power Wide Area Network 低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)
6、LoRa無(wú)線技術(shù)詳細(xì)介紹：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1606842460149901600&wfr=spider&for=pc
7、LoRa的通訊模型1
8、LoRa的通訊模型細(xì)節(jié)2
四、433技術(shù)理論基礎(chǔ)與開發(fā)
1、433概述：
??1）通訊速率低：9600bps； 安全性較差； 但通訊距離，穿透力很強(qiáng)；
??2）只支持星型拓?fù)潢P(guān)系；
??3）433的不同形式：
????（1）集成芯片(可以跑協(xié)議棧 ,具體例子LoRa )：連接、組網(wǎng)、遍歷不同頻段等功能；
????（2）MCU+射頻IC：發(fā)射固定序列數(shù)據(jù)；固定頻段發(fā)送；
2、zigbee wifi 433技術(shù)的對(duì)比：http://blog.sina.com.cn/s/blog_a320703d0102xvou.html
3、433集成芯片：https://blog.csdn.net/joeyon1985/article/details/53286832
4、433與紅外的區(qū)別：https://zhidao.baidu.com/question/1367550772603320899.html
??1）傳輸介質(zhì)不一致(433是無(wú)線電傳輸，紅外是紅外光傳輸)，傳播方向性不同；
??2）傳輸距離，加密技術(shù)等；
5、433編碼形式：
??1）固定碼：明文傳輸；
??2）滾動(dòng)碼：保密性強(qiáng)，每次發(fā)射后自動(dòng)更換編碼；地址數(shù)量大于10萬(wàn)組，使用中“重碼”的概率極?。?/p>
6、433三軸天線參數(shù)：
??1）諧振頻率；
??2）感應(yīng)電流：
7、433開發(fā)中的問(wèn)題和難點(diǎn)：
??1）低功耗的實(shí)現(xiàn)是433最大的難點(diǎn)；
??2）接收端與發(fā)射端的功耗關(guān)系：
????（1）發(fā)射信號(hào)越弱，接收端消耗的功耗就越大；
????（2）控制發(fā)射端與接收端的射頻時(shí)間間隔；實(shí)現(xiàn)不同的功耗搭配；
8、ASK：Amplitude Shift Keying 幅移鍵控
9、低功耗433方案設(shè)計(jì)：
??1）遙控發(fā)射方案：HD8301晶振+SC3356
??2）低功耗實(shí)現(xiàn)：
????（1）定時(shí)喚醒接收；
????（2）時(shí)間壓縮比盡量高；
??3）中斷接收注意不要處理太多，例如打印語(yǔ)句都需要盡量減少，做到最簡(jiǎn)，保證數(shù)據(jù)接收的完整性；
10、433通訊細(xì)節(jié)：
五、GPRS通信理論與開發(fā)
1、GPRS的通訊原理：https://blog.csdn.net/shixin_0125/article/details/42580781
2、GSM系統(tǒng)組成：https://blog.csdn.net/maochengtao/article/details/8997311
3、GSM工作條件： GSM 是時(shí)分多址，在發(fā)送時(shí)隙時(shí)會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)電流波動(dòng)，由此會(huì)出現(xiàn)電壓紋波現(xiàn)象。此時(shí)如果不處理妥當(dāng)，這些頻繁的電壓紋波將會(huì)降低模塊的性能。建議將此紋波控制在 300mV 以內(nèi)。在任何情況下，模塊的供電都不應(yīng)該低于它的最小電壓。
4、手機(jī)業(yè)務(wù)的區(qū)分：GPRS業(yè)務(wù)、mobus業(yè)務(wù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信息；
5、GPS通訊模型：衛(wèi)星信號(hào)->GPS接收解釋->GPRS/GSM->目標(biāo)終端(手機(jī)、PC)；
6、SIM：Subscribe Identification Module，用戶身份識(shí)別卡、智能卡，GSM數(shù)字移動(dòng)手機(jī)上必須要有；
??1）分類：standard SIM(1FF) Mini SIM(2FF) Micro SIM(3FF) Nano SIM(4FF) Embedded-SIM，尺寸大小以及儲(chǔ)存介質(zhì)不一致；
??2）組成：CPU ROM RAM EEPROM和I/O口應(yīng)用；
??3）供給GSM網(wǎng)絡(luò)客戶身份進(jìn)行鑒別( 即存放了密匙信息 )；
??4）20位ICCID卡號(hào)，4位SIM密碼(PIN碼)，PUK密碼；
??5）鑒權(quán)過(guò)程：手機(jī)GPRS向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出入網(wǎng)請(qǐng)求->網(wǎng)絡(luò)回復(fù)一隨機(jī)字符串->手機(jī)接收，并將其交給SIM卡->SIM卡運(yùn)算出特定結(jié)果->返回運(yùn)算結(jié)果；
7、IMEI/ICCI發(fā)回網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)讀取ICCID->通過(guò)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證，并下發(fā)KC碼，完成入網(wǎng)過(guò)程；
8、BSS：基站子系統(tǒng)；
??1）基站子系統(tǒng)的組成：
????（1）基站收發(fā)信臺(tái)(BTS：手機(jī)信號(hào)的收發(fā))
????（2）基站控制器(BSC：控制功能)
????（3）碼變換和速率適配器(XCDR：數(shù)據(jù)編碼) 、
????（4）無(wú)線操作做維護(hù)中心(OMC_R：用戶操作和維護(hù)功能)
??2）作用：基站的作用是中繼作用，基站與基站之間通過(guò)無(wú)線信道進(jìn)行連接，終點(diǎn)是主基站；
??3）各個(gè)基站組成蜂窩網(wǎng)絡(luò)(基站布局組建十分重要)，覆蓋的地方就可以完成手機(jī)通訊；
??4）天線類型：發(fā)全向、定向 ；組合收全向、定向；
??5）頻率分類： 766.9125-791.8875MHz；每個(gè)用戶的通訊都將占用一個(gè)信道；
??6）基站子系統(tǒng)與MSC以及移動(dòng)終端通訊通過(guò)A口和Um接口(空口)，專用的接口完成的；
??7）基站的分類：宏基站、微基站、微微基站、分布式基站(基帶單元BBU和遠(yuǎn)端射頻單元RRU)；
9、MS(mobile station)：移動(dòng)臺(tái)；
??1）移動(dòng)用戶的終端設(shè)備；
??2）分類：車載型(開發(fā)難度大)、便攜型、手持型(手機(jī)、對(duì)講機(jī)(免費(fèi)的))；
??3）組成：移動(dòng)終端(MT)、客戶識(shí)別卡(SIM)；
??4）不同應(yīng)用、地區(qū)采用不同的通信頻道(通用、專用)：國(guó)際頻道、美國(guó)頻道、加拿大頻道；氣象頻道；
10、GPS需要在室外使用，室內(nèi)沒有衛(wèi)星信號(hào)(中國(guó)衛(wèi)星：北斗BDS 美國(guó)衛(wèi)星：GPS ；兩個(gè)衛(wèi)星的協(xié)議不一樣，因此支持兩個(gè)，需要雙模)； 其他衛(wèi)星： 俄國(guó)衛(wèi)星：GLONASS 、歐盟衛(wèi)星：伽利略；
11、需要外接有源天線；
12、數(shù)據(jù)以星歷形式儲(chǔ)存，描述衛(wèi)星位置和速度信息；
13、定位一般在正負(fù)5米(CEP)，捕獲時(shí)間一般在半分鐘內(nèi)；
14、通訊協(xié)議：
??1）NMEA：傳出串口數(shù)據(jù)；
??2）UBX Binary：配置GPS模塊的參數(shù)；
15、數(shù)據(jù)含義較多：多多聯(lián)系理解；
??1）UTC+時(shí)區(qū)差=本地時(shí)間；
??2）GPS經(jīng)緯度數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)化為百度、google格式；
16、硬件連接：PPS：時(shí)鐘脈沖；
17、冷啟動(dòng)、溫啟動(dòng)和熱啟動(dòng)；
18、通過(guò)衛(wèi)星可以獲取的信息：定位(經(jīng)緯度)；時(shí)區(qū)時(shí)間；海拔高度；
19、模塊會(huì)自動(dòng)獲取信號(hào)最好的四顆衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行定位；
20、常用協(xié)議：MQTT，
21、硬件上：與其他類型的無(wú)線( 藍(lán)牙、zigbee、wifi )原理應(yīng)該是一樣的，發(fā)射模塊發(fā)射特定的頻率頻段；
??1）內(nèi)部集成了TCP/IP協(xié)議，作為GPRS MODEM角色存在；
22、電源濾波需要加1000uf電容？GPRS啟動(dòng)電壓波動(dòng)很大；
23、GPRS開發(fā)中的問(wèn)題和難點(diǎn)：
??1）GPRS網(wǎng)絡(luò)存在不穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)差現(xiàn)象，會(huì)出現(xiàn)掉包情況；
??2）主控制器(內(nèi)嵌TCP/IP)要實(shí)現(xiàn)IP設(shè)計(jì)，使用起來(lái)比較復(fù)雜；
??3）上位機(jī)基于互聯(lián)網(wǎng)的解決方案保密性比較差；
24、GPRS縮略語(yǔ)：
??1）GSM->Global System of Moile communication；
??2）GPRS->Gerneral Packer Radio Service；
??3）MQTT : Message Queuing Telemetry Transport， 消息隊(duì)列遙控傳輸，是一個(gè)即時(shí)的通訊協(xié)議；
??4）CSD：電路交換；
??5）SGSN：服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(硬件設(shè)備)；
??6）GGSN：網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(硬件設(shè)備)；
??7）MSC：移動(dòng)交換中心；
??8）BSS：基站子系統(tǒng)；
??9）MS：移動(dòng)臺(tái)；
25、機(jī)智云平臺(tái)(已實(shí)現(xiàn)全球服務(wù)器部署)：
??1）GAgent：機(jī)智云固件；
??2）通訊模型：MCU->GPRS(BLE WiFi、Nb-Iot)[ 統(tǒng)稱GAgent通訊模組，燒錄了對(duì)應(yīng)的程序固件 ]->附著公眾網(wǎng)->機(jī)智云服務(wù)器->附著公眾網(wǎng)->移動(dòng)端(PC、手機(jī));
??3）通訊：配置入網(wǎng)->發(fā)現(xiàn)服務(wù)(偵聽)->連接->控制->狀態(tài)上報(bào)->警報(bào)通知；
??4）采用的協(xié)議：機(jī)智云私有協(xié)議；
??5）GAgent通訊模組是機(jī)智云與各大廠商共同定制開發(fā)的套件；
??6）機(jī)智云的開發(fā)模型：
26、通訊模型：
??1）基站系統(tǒng)：
??2）GPRS的通訊模型細(xì)節(jié)：
六、2.4G技術(shù)理論基礎(chǔ)與開發(fā)
1、應(yīng)用：無(wú)線遙控、無(wú)線鼠標(biāo)、無(wú)線鍵盤、無(wú)線電子標(biāo)簽、遙控玩具、2.4g無(wú)線擴(kuò)音器、無(wú)線麥克風(fēng)、無(wú)線音箱；
2、2.4G無(wú)線鼠標(biāo)與藍(lán)牙鼠標(biāo)的對(duì)比：
??1）通訊制式不一致(2.4G是FSK調(diào)制的)；
??2）2.4G必須是收發(fā)一一對(duì)應(yīng)，也可以選擇1對(duì)6模式；
??3）2.4G傳輸距離要高，一般在幾百米左右；
??4）2.4G傳輸速率要高，耗電要??；
3、芯片NRF24L01:
??1）采用自身Enhanced Short Burst協(xié)議；
??2）模塊的使用方式類似(藍(lán)牙模塊)，各種模式的靈活運(yùn)用，收發(fā)數(shù)據(jù)的控制相對(duì)來(lái)說(shuō)復(fù)雜一點(diǎn)；
4、項(xiàng)目出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決：出現(xiàn)過(guò)復(fù)位腳由于布線不合理，導(dǎo)致受到影響，整個(gè)系統(tǒng)一直復(fù)位；解決是采用地線保護(hù)重要的線路；
七、PKE無(wú)線通信(近場(chǎng)通信)與開發(fā)
1、滾動(dòng)碼加密技術(shù)： 原始代碼、加密鑰匙以及同步碼經(jīng)過(guò)Keelop算法加密后，產(chǎn)生32Bit高度保密的滾動(dòng)碼。
2、PKE近場(chǎng)通信總體設(shè)計(jì)框架(遙控器+主機(jī))：
??1）遙控器：接受低頻125K數(shù)據(jù)->合法數(shù)據(jù)->喚醒MCU->發(fā)送高頻滾碼數(shù)據(jù)(固定的編程數(shù)據(jù)，由滾動(dòng)碼芯片自動(dòng)完成)；
??2）主機(jī)：定時(shí)發(fā)送低頻125K數(shù)據(jù)(固定的編程數(shù)據(jù))->定時(shí)接受高頻數(shù)據(jù)->輪詢檢查高頻接受數(shù)據(jù)(如果接受到則進(jìn)行指定動(dòng)作)(處理數(shù)據(jù)有兩種模式：學(xué)習(xí)模式(儲(chǔ)存遙控器數(shù)據(jù))和正常模式(執(zhí)行指定動(dòng)作))；
3、PKE項(xiàng)目開發(fā)出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決：
??1）通訊距離短：
????（1）天線發(fā)射芯片重新選型；
????（2）天線重新選型；
????（3）避免讓金屬阻擋信號(hào)；
??2）邏輯關(guān)系比較復(fù)雜：
????（1）通過(guò)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；
??3）無(wú)線互相干擾問(wèn)題(同頻干擾)：
????（1）分頻、分時(shí)、縮短感應(yīng)距離；
????（2）通訊時(shí)，盡可能時(shí)間短、周期長(zhǎng)；
原文鏈接：https://blog.csdn.net/STCNXPARM/article/details/105611231
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